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知识分享——频响函数测试技术(下)

知识分享——频响函数测试技术(下) 东华测试
2015-12-31
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导读:今天小编将承上一期的频响函数测试技术话题,和大家分享频响函数测试技术中的激振器的支承、测点布置和激振点的选择

今天小编将承上一期的频响函数测试技术话题,和大家分享频响函数测试技术中的激振器的支承、测点布置和激振点的选择等问题。欢迎大家一起来探讨!

一、激振器的支撑
  • 试件

(1) 支承(Free-Free Support) (最好)

无约束条件容易实现仿真计算,但需要进行移频处理。试验实现真正自由支承的方法有:气悬浮、磁悬浮、太空无重力环境、自由下落(失重状态)。

实际支承的最高刚体频率小于结构最低弹性频率的1 /5,即可减少基础模态(悬挂系统)对结构模态的影响,实现近似自由支承。因此对于低频模态(小于1Hz)要实现自由支承很困难,但对高频模态实现自由支承很容易。主要方法有:

  • 橡胶绳悬挂。要求橡胶绳足够长、足够软

  • 软弹簧支承。

  • 海绵垫、橡胶垫支承。

  • 空气弹簧。

例:154吨自卸车车架试验。弹性体基频约23Hz。若将车架直接放在枕木上,以为枕木支承比钢结构软很多,可以近似自由支承。实际上枕木支承的刚体频率高。实测中会影响了结构的第一、二阶模态。采用橡胶垫支承方,则刚体频率 8Hz,依然不满足自由支承条件,对结构弹性体模态基频有影响。最后采用空气弹簧支承方式,刚体频率 2.3Hz 满足自由支承条件,对结构弹性体模态没有影响。



钢结构圆管测试(悬挂)

(2) 固支支承(Fixed-Fixed Support),又称地面支承。

理论上容易实现,仿真计算时只需要将有关自由度约束即可。但实际操作有困难。由于实现固支条件的结构不可能是刚性的(有一定弹性),就要求支承结构的最低弹性体频率远高于试验结构的最高分析频率。因此要实现高频模态的固支支承是很困难的 一般情况下中小结构能够实现的固支频率大约是400Hz,特殊条件下小结构固支有可能超过1000Hz 但对大结构要实现固支支承很困难。

动车变压器模态测试(橡胶垫枕木支承、外部激振器激励)


  • 激振器

(1) 固支在结构物外。

(2) 悬挂在结构物外(低频)。因使激振器悬挂系统的频率远低于结构的激励和弹性体共振频率。必要时可在激振器上附加大的质量块以进一步降低悬挂频率。

(3) 采用隔振悬挂在结构物内部。


测点布置和激振点的选择
  • 测点布置

(1) 能够较好地反映结构物的构型

(2) 能够充分显示结构的模态振型

例:一个梁单元无法求解简支梁的10个模态。计算上一般要求至少20个单元,计算出的20阶模态,只有前10阶准确。

  • 激励点

应避开节点节线 多点激励进行校合。

  • 激励力的选择

在不破坏试件的情况下,尽可能大的激励力,有助于提高信噪比。不同大小的激励力,可以定性考查结构非线性的程度。


大型机床模态测试(大批量测点充分显示结构的模态振型)

消除附加质量的影响

安装在结构上的传感器和激励环节均对结构产生附加质量,造成使测量结果与原结构的动特性之间的偏差。这种附加质量影响一般采用电路进行补偿。


施加在结构上的激励力 f m,真正作用于结构的作用力为 f t ,应扣除响应传感器附加质量 m 2 *和激振系统引入的附加质量 m 1*所消耗的惯性,即


至此,本期话题频响函数测试技术全部结束,如果小伙伴们有更多好的想法,请不要客气,甩过来,我们一起来探讨!

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